顶管顶力计算书
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顶管顶力计算书
计算：聂石宇
（中铁九局铁路工程处）
混凝土管的口径D=1800 mm ,壁厚t=150 mm ,管外径B C =2.1 m ,每米管的重力W=18.63 KN /m ,土的容重γ=18 KN / m 3 ，内摩擦角 Ф=15º，土的内聚力C= 10 Kpa ,管与土的粘着力C ′= 10 Kpa , 标准贯入数 N = 4 ,复土深度H = 6 m ，顶程L = 30 m 。
1、 总顶力为初始顶力与各种阻力之和
F = F 0 + [(πB C q + W ) μ′+ πB C C ′] L
F — 总顶力 （ KN ） F 0 — 初始顶力 B C — 管外径 q — 管周边均布载荷 （ Kpa ） μ′— 管与土之间的摩擦系数
2、初始顶力 F 0 = 13.2πB C N
=13.2×3.1415926×2.1×4
=348.34（ KN ）
3、挖掘直径 B t = B C + 0.1 =2.1 +0.1 = 2.2 m
4、管顶的扰动宽度 B e = B t [ )2
45cos(245sin(1Φ-︒Φ-︒+）] =2.2×(79
.061.1) = 4.48 m 5、土的摩擦系数 μ = tg Φ=tg15º= 0.268
6、土的太沙基载荷系数
Ce = )21Be
K μ（[ 1-e )2H Be k μ（-]= ⨯120.01[1-0.487] = 4.275 m
7、管顶上方土的垂直载荷
W e = ( γ- Be C 2 ) Ce = (18- 48
.4102⨯)×4.725 = 57.87 (Kpa ) 8、冲击系数 i = 0.65 – 0.1H = 0.65 – 0.6 = 0.05
9、地面的动载荷 p = )2()1('2θHtg a B i p ++ = 55
.33210)45622.0(75.2)05.01(10020=⨯⨯+⨯+⨯⨯tg = 6.25 Kpa 10、管周边的均布载荷 q = We + p = 57.87 + 6.25 = 64.12 Kpa
11、管与土之间的摩擦系数 μ¹= tg 2
Φ =tg 2150= 0.132 12、总顶力
F = F 0 + [(πB C q + W ) μ′+ πB C C ′] L
= 348.34 + [ （3.1415926×2.1×64.12+18.63）×0.132 +
3.1415926×2.1×10] ×30 = 4076.44 KN
= 407.65 吨 （力）
使用2个400 T 千斤顶 按70%效率计算
T = 400 T ×2×70% = 560 吨 （力）
因此 T > F =407.65 吨 （力）
所以千斤顶配置满足要求